一种基于树莓派的WIFI签到系统及方法与流程

本发明属于智能签到技术领域，尤其涉及一种基于树莓派的wifi签到系统及方法。

背景技术：

针对社会某些集团与产业存在的，出勤率差，考勤难的问题；现今市场上也存在多种形式的签到模式。身份证签到系统，是针对需要身份证签到场所研发的一款智能签到系统，由身份证阅读器和签到管理软件组成；系统界面人性化设计，操作简单，只要提前录入需要签到人员身份证信息，通过刷身份证就可随时完成签到。并可实时查看签到人员信息及签到状态，导出备份签到信息。许多大型公司采用的指纹签到技术，指纹打卡机基于指纹识别技术，事先将员工的指纹注册到指纹考勤机中，当员工上下班时只需要在考勤机上按下曾注册过的指纹，就会在考勤机上保留考勤时间记录。然后还有一些其他的签到认证方式，例如手动签到，二维码扫描签到等形式。现在市场上也有许多其他类型的签到器，比如指纹签到，二维码扫码签到等，利用wifi来签到的只有少数利用app来完成的，市面上没有利用树莓派来完成wifi签到的产品。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的签到考勤都是单线程进行的模式，即用户签到只能按照顺序，一个一个地进行，只有当完成这一个签到以后，才可以进行下一个签到，浪费了签到管理者的时间，浪费了签到用户的时间，不利于公司或者企业高效地完成考勤事务。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于树莓派的wifi签到系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于树莓派的wifi签到方法，所述基于树莓派的wifi签到方法利用树莓派定制并开启签到wifi，并将签到信息提前导入mongodb数据库中；wifi开启以后，在树莓派中通过后台程序，对签到设备信息的采集和储存；后台程序通过匹配签到设备与已经存入数据库的mac，统计出签到人员的名单以及未签到人员名单；签到人员或者管理人员，通过访问签到界面对签到信息进行查询，对个人信息进行相应的修改；将签到信息传递发送到指定地点。

进一步，利用hostapd开启签到wifi，对签到连接设备的mac地址，连接时间，会话请求，连接ip具体信息的定制。

进一步，对于签到信息的采集的软件，采集签到设备的信息的软件服务。

进一步，用于用户与签到系统做信息交互的签到界面，具体包含“信息查询”，“信息注册”，“信息修改”，以及以后将要扩展的新功能。

进一步，对于系统利用smtp协议，处理信息归类整理，打包压缩，并通过邮件发送到指定邮箱，公众号，以及服务器的功能。

进一步，微信公众号与树莓派系统的对接技术，树莓派系统的数据信息传递到微信公众号后台，并在微信公众号前台查询。

进一步，在服务器端，利用网页，用图形或者图表的方式，在网页及时的查询班级或者公司的签到信息，以及出勤信息。

本发明的另一目的在于提供一种所述基于树莓派的wifi签到方法的基于树莓派的wifi签到系统，所述基于树莓派的wifi签到系统包括：

用于签到的树莓派单元，包括用于签到的wifi定制模块；用于对签到人员的信息采集和信息处理模块，对数据信息进行可视化的模块；用于将信息发往指定邮箱或者服务器的模块；

网页单元，是用户与系统进行交互的一个界面，包括，信息查询、信息注册、信息修改；信息查询，提供用户对于个人签到情况的查询；信息注册，提供新用户的在线注册；信息修改，提供对于已经注册完成的用户，对已有信息的修改；

服务器单元，提供网页单元的架构，由树莓派本身承担服务器的功能，为web网页服务的正常运行提供保障；

数据库单元，使用nosql类数据库，使用nosql类数据库，提高数据查询和插入的速度，在较短时间内完成对数据的存储，查询操作；数据库中包括，签到设备的连接信息，签到人员的mac地址及其他个人信息，以及最终的签到结果。

本发明的优点及积极效果为：可以减少因为签到而带来的时间浪费，提高考勤记录的真实性，杜绝签到者在工作、学习期间使用手机上网，方便考勤人员对签到记录的管理和考勤记录的查询。本发明解决了现有技术签到花费时间长，统计困难，数据保存难的问题，运用wifi技术，对传统的签到行为进行革新，提高签到效率，延长数据的保存时间。传统的纸质签到或者是现在市场上已经存在的指纹签到，二维码签到等签到产品，均是单线程的签到行为，即所有的签到都是单个进行的，只能当完成一次签到以后再进行下一次签到，单纯地按每次签到时间3秒计算，当签到的人口基数开始增大以后，将浪费大量的时间。而本发明可以并发式地完成签到行为，根据树莓派的设置与配置不同，可以同时完成上百乃至上千的用户，同时完成签到行为，整个签到过程可以控制在10秒以内，大大降低了因为签到带来的时间的浪费。相较于市场上已有的签到产品，本发明的生产成本可以控制在200人民币以内，降低了企业由于签到所带来的额外花费。此外，本发明相较于传统签到产品，安全性更强，因为本发明对于网络的依赖性很低，大部分的签到操作都是在离线的情况下进行的，只有在数据传输的时候，与网络进行少量的数据交换，而且数据交换是基于安全的smtp协议，保证了邮件的发送不会被第三方截获并篡改，维护了用户的个人信息安全。

本发明利用树莓派来完成wifi签到，相较于app签到，签到流程更加简单，省去了繁琐的用户注册，以及用户必须下载指定app，在保持网络的情况下才能完成签到，树莓派wifi签到可以在完全离线的情况下完成用户的签到，而且针对签到信息的安全问题，在对网络依赖极低的情况下，也比利用app完成签到，对用户签到信息的储存更加有保障。而且树莓派本身是基于linux系统，外部扩展及其方便，针对传送的硬件签到器功能固定，不支持新功能扩展的问题，树莓派自身利用硬件扩展模块，即可完成对签到功能的拓展，例如加上摄像头，可以完成人脸识别，加上指纹模块，也可以对用户指纹做即时处理等。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到方法实现流程图。

图3是本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到方法实现的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到系统包括：用于签到的树莓派单元、网页单元、服务器单元和数据库单元。

用于签到的树莓派单元主要包括用于签到的wifi定制模块，用于对签到人员的信息采集和信息处理模块，对数据信息进行可视化的模块，用于将信息发往指定邮箱或者服务器的模块。

网页单元，主要是一个用户与系统进行交互的一个界面。它主要包括，信息查询、信息注册、信息修改；信息查询，主要提供用户对于个人签到情况的查询。信息注册，提供针对新用户的在线注册。信息修改，提供对于已经注册完成的用户，对已有信息的修改。

服务器单元，主要提供一个针对网页单元的架构，由树莓派本身承担服务器的功能，为web网页服务的正常运行提供保障。

数据库单元，本系统主要使用nosql类数据库，在数据信息较少，数据之间关系连接不是非常紧密的情况下，使用nosql类数据库，可以较大程度提高数据查询和插入的速度，在较短时间内完成对数据的存储，查询等操作。数据库中主要包括，签到设备的连接信息，签到人员的mac地址及其他个人信息，以及最终的签到结果。

本发明的树莓派wifi智能签到系统，管理人员提前将用户的个人信息录入树莓派数据库中，或者用户自行通过网页的注册功能，将自己的相关信息录入到数据库中。当管理者需要进行签到的时候，打开树莓派，通过树莓派开启的web网页服务，可以快速的获知，当前的出勤率，以及未出勤人员的名单和信息等。

如图1所示，本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到方法包括以下步骤：

s101：利用树莓派定制并开启签到wifi，并将签到信息提前导入mongodb数据库中；

s102：wifi开启以后，在树莓派中通过后台程序，对签到设备信息的采集和储存；后台程序通过匹配签到设备与已经存入数据库的mac，统计出签到人员的名单以及未签到人员名单；

s103：签到人员或者管理人员，可以通过访问签到界面对签到信息进行查询，对个人信息进行相应的修改；将签到信息传递发送到指定地点。

如图2所示，本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到方法具体包括以下步骤：

1)树莓派服务开启；

2)后台软件采集连接设备信息，并将信息导入数据库；

3)系统将信息整理分类以后，将数据按规定格式导出；

4)通过smtp协议，将数据发往指定邮箱。

本发明实施例提供的基于树莓派的wifi签到方法利用树莓派定制并开启签到wifi，并将签到信息提前导入mongodb数据库中；利用create_ap，输入wifi设置命令，”sudocreate_ap-n--redirect-to-localhostwlan0wifisign”，开启签到wifi，同时主程序通过另一个进程访问路由器后台，通过“create_ap--list-clientswifi-pid”命令获得局域网连接设备的物理地址，即mac地址，并将这些连接信息存入sign数据库中。然后主程序将检索sign_list数据库，查看需要签到的人员名单，并与已经获取到的连接设备的信息相匹配，得出有效的签到人员的名单，并将这些信息存入sign_result数据库中。信息处理部分，后台程序将读出sign_result中的签到信息，将根据日期，签到时间，以及部门划分，将这些信息归类导出，以csv文件的形式呈现。此外，程序还利用python的flask框架，在树莓派上搭建了一个web服务，利用nginx作为反向代理，利用gunicorn，将web服务放置在树莓派的9000端口上，并修改树莓派本机的hosts文件，将www.qiandao.com重定向到本机flask的web服务上，用户连接树莓派的签到wifi以后，在浏览器输入www.qiandao.com:9000，即可对签到信息进行查看，以及对自己的信息做一些修改。最后，利用网络应用层协议smtp，将树莓派本机的签到信息打包压缩以后，利用阿里云的客户端邮箱，将签到信息发往指定邮箱。

在树莓派系统成功上电以后，树莓派会通过hostapd开启一个已经定制完成的签到专用wifi，wifi会保持记录所有连接设备的连接时间，mac地址等相关信息。与此同时，树莓派后台的信息采集系统也会同时工作，将不间断地对连接设备的信息进行采集，并将这些信息存入mongodb数据中，完成第一步签到信息的获取。然后信息处理的模块会通过读取数据库，将信息全部读出，根据每日的日期，每天的签到时间，以及设备的连接时间，将当前时间段完成签到的用户，存入数据库的另外一个表中，此时完成第二步，数据的整理；系统会将签到人员的名单与总的名单做对比，得到签到人员的名单和未签到人员的名单，最后将这些所有的信息导出，呈现为excel签到表格，或者一些更直观生动的表格，完成第三部，数据的可视化。在完成每日，或者每周的签到以后，签到器的使用者，可以用手机或者pc设备，开启以后指定的ap热点，树莓派将自动扫描并连接上这个热点，将最近的所有签到信息都发往一个指定的邮箱，完成对于信息的综合管理。

本发明实施例中的树莓派与微信公众号平台的对接，学生或者学生家长以及相关的领导，均可以通过公众号查询到相关的签到信息，了解到相应的考勤信息等。除此以外，还将对树莓派进行改造，为树莓派提供及时网络通信的功能，这样树莓派就可以及时地将采集的信息发向服务器终端的数据库，在服务器端或者在手机客户端，将这些及时的信息展现出来，例如针对学生的签到，将每个班的签到信息上传到服务器以后，每个班会单独生成一个子页面，这个页面将囊括此时此刻该班级内，到课学生的人数，未到课学生的人数，到课学生姓名，未到课学生姓名等相关的信息。这样家长或者学校领导，可以更加方便直观的了解学生的课堂上课情况。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步的描述。

实施例1

本发明针对学生用的签到器，用于签到的树莓派中已存有签到学生的个人信息，包括mac地址，班级，学号，姓名等信息。老师或者班委打开开关，开始运行，并会在1分钟左右以后，在教室范围内，开启一个公共的签到wifi，学生打开自己手机的wifi服务，找到并登录签到wifi，保持登录状态5秒左右，树莓派在后台会接收到学生设备接入的信息，并将mac地址与已经存入数据库中的学生mac地址做匹配，将最终的匹配结果以excel表格的形式导出，并存放与树莓派系统中，然后学生可以通过打开浏览器，并输入www.qiandao.com:9000，并选择相应的服务。完成当日签到以后，班委用自己的手机或者pc主机，开启一个指定的ap热点，树莓派系统会自动扫描并连接上这个热点，然后将当日的签到情况发送到指定邮箱。

老师也可以登录上述网站，查看当堂课程，学生的签到情况，也可以查看学生对于当堂讲课的疑问，和对于课程设计的一些建议与意见。对于改善课堂教学质量，提高老师的教学水平有重要帮助。

实施例2

在实施例1的基础之上，学生保持与签到wifi的连接状态，树莓派系统做到与网络的及时通信，将此时此刻的教室签到信息，发送到微信公众号后台，家长或者学校领导，可以通过微信公众号，在线查询课堂到课情况，以及学生的出勤率。可以将此时此刻的学生签到信息发往指定服务器端，在服务器端开放一个web服务，在线地可视化地，将每个班级，每堂课的学生到课情况，与缺课情况，通过图形或者表格的形式更加形象地展现出来。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。